JP6021828B2 - System and method for cooling a chromatography pump head - Google Patents
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Description
本願は、2011年3月10日に出願された米国仮特許出願第61/451,209号の優先権を主張するものである。米国仮特許出願第61/451,209号の内容全体を参照により本明細書に組み込まれる。 This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 61 / 451,209, filed March 10, 2011. The entire contents of US Provisional Patent Application No. 61 / 451,209 are incorporated herein by reference.
本発明は、全般的にはアクチュエータに関する。特に、本発明は、アクチュエータのポンプヘッドを冷却するシステムおよび方法に関する。 The present invention relates generally to actuators. In particular, the present invention relates to a system and method for cooling the pump head of an actuator.
超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)は、主成分として一般的に二酸化炭素(CO2)を利用した高圧縮性移動相を使用するものである。確実にこの成分が液体内に残るようにするために、ポンプが臨界温度未満の温度まで冷却される。 Supercritical fluid chromatography (SFC) generally uses a highly compressible mobile phase that utilizes carbon dioxide (CO2) as the main component. The pump is cooled to a temperature below the critical temperature to ensure that this component remains in the liquid.
一態様では、本発明は、支持板と支持板の片側に固定されるポンプヘッドとを備えたアクチュエータを特徴とする。ポンプヘッドは、支持板と熱的に接触している。アクチュエータ本体は、支持板の反対側に固定される。冷却手段は、支持板とアクチュエータ本体との間で熱的に連通して配置される。冷却手段は、ポンプヘッドから熱を除去して、熱をアクチュエータ本体に伝達する構造である。 In one aspect, the invention features an actuator that includes a support plate and a pump head secured to one side of the support plate. The pump head is in thermal contact with the support plate. The actuator body is fixed to the opposite side of the support plate. The cooling means is disposed in thermal communication between the support plate and the actuator body. The cooling means is a structure that removes heat from the pump head and transfers the heat to the actuator body.
別の態様では、本発明は、外面を有する熱伝導性部材と、加圧流体を流すためのチャンバを有するポンプヘッドと、ポンプヘッドを冷却する冷却手段とを有するアクチュエータを特徴とする。冷却手段は、内部でポンプヘッドと熱的に連通している。冷却手段は、熱をポンプヘッドから除去して外面を有する熱伝導性部材に伝達する構造である。 In another aspect, the invention features an actuator having a thermally conductive member having an outer surface, a pump head having a chamber for flowing pressurized fluid, and cooling means for cooling the pump head. The cooling means is in thermal communication with the pump head inside. The cooling means is a structure that removes heat from the pump head and transfers the heat to a thermally conductive member having an outer surface.
別の態様では、本発明は、アクチュエータのポンプヘッドを冷却する方法を特徴とする。該方法は、ポンプヘッドと熱伝導性支持板とを熱伝導的に接触させるステップと、冷却手段と支持板とを熱伝導的に接触させるステップと、冷却手段とアクチュエータ本体とを熱伝導的に接触させるステップと、熱をポンプヘッドから除去してアクチュエータ本体に伝達するように冷却手段を電気的に制御するステップとを含む。 In another aspect, the invention features a method for cooling a pump head of an actuator. The method includes thermally contacting the pump head and the thermally conductive support plate, thermally contacting the cooling means and the support plate, and thermally coupling the cooling means and the actuator body. Contacting and electrically controlling the cooling means to remove heat from the pump head and transfer it to the actuator body.
さらに別の態様では、本発明は、アクチュエータのポンプヘッドを冷却する方法を特徴とする。該方法は、ポンプヘッドとアクチュエータの内部の冷却手段とを熱的に連通するステップと、冷却手段と外面を有するアクチュエータの熱伝導性部材とを熱的に連通するステップと、熱をポンプヘッドから除去して外面を有する熱伝導性部材に伝達するように冷却手段を電気的に制御するステップとを含む。 In yet another aspect, the invention features a method for cooling a pump head of an actuator. The method includes the steps of thermally communicating a pump head and a cooling means inside the actuator, thermally communicating the cooling means and a thermally conductive member of the actuator having an outer surface, and transferring heat from the pump head. Electrically controlling the cooling means for removal and transmission to a thermally conductive member having an outer surface.
本発明の上述の利点および他の利点は、以下の説明と添付図面とを参照することでより良く理解されるであろう。複数の図面において、同様の参照符号は同様の構造要素および機構を指すものとする。図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、本発明の原理を説明することに重点を置くものとする。 The above and other advantages of the present invention will be better understood with reference to the following description and accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like structural elements and features. The drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles of the invention.
本明細書で説明されるポンプヘッドの温度を独立して制御するための冷却モジュールは、アクチュエータ内部に設置される。概要としては、該冷却モジュールは、熱をポンプヘッドから除去して外面を有するアクチュエータの部材、機構、または構成部品、好ましくは、熱伝導性のアクチュエータ本体自体に伝達する。一実施形態では、冷却モジュールは、2枚の熱伝導板の間に挿置された熱電素子から成る。熱伝導板の一方は、(例えば、支持板を介して)ポンプヘッドと熱的に連通し、熱伝導板の他方は、アクチュエータ機構と熱的に連通している。 A cooling module for independently controlling the temperature of the pump head described herein is installed within the actuator. In summary, the cooling module removes heat from the pump head and transfers it to an actuator member, mechanism, or component having an outer surface, preferably the thermally conductive actuator body itself. In one embodiment, the cooling module consists of a thermoelectric element inserted between two heat conducting plates. One of the heat conducting plates is in thermal communication with the pump head (eg, via a support plate) and the other of the heat conducting plates is in thermal communication with the actuator mechanism.
有利には、冷却モジュールは使用者の目には見えない、すなわち、いくつかの実施形態では、アクチュエータの利用者がアクセスできる領域に新しい部品は存在せず、冷却モジュールは支持板の裏側に配置されている。メンテナンスの観点から見れば、冷却モジュールをアクチュエータ内に設置するのにポンプヘッド部品を変更する必要がないので、ポンプヘッドシールを交換する新しい手順が必要でない。これらの利点の中でも、冷却モジュールを形成するのに使用されるソリッドステート構成部品はメンテナンスの必要がない。さらに、冷却モジュールは、ポンプヘッドの熱的安定性を向上させ、周囲温度に関係なく密度制御を改善し、流体の圧力が既知である条件下で正確な質量流量を達成することができる。 Advantageously, the cooling module is not visible to the user, i.e. in some embodiments there are no new parts in an area accessible to the user of the actuator and the cooling module is located behind the support plate. Has been. From a maintenance point of view, there is no need to change pump head parts to install the cooling module in the actuator, so a new procedure to replace the pump head seal is not required. Among these advantages, the solid state components used to form the cooling module require no maintenance. In addition, the cooling module can improve the thermal stability of the pump head, improve density control regardless of ambient temperature, and achieve accurate mass flow under conditions where the pressure of the fluid is known.
図1および図2は、ポンプヘッド12とアクチュエータ本体14とを有するアクチュエータ10の一実施形態を示している。(図2は、ポンプヘッド12近くのアクチュエータ10の拡大図である)。ポンプヘッド12は、一端が圧力トランスデューサ16に固定され、他端が支持板18の片側に固定される。支持板18の反対側に固定されるのは、アクチュエータ本体14である。一実施形態では、アクチュエータ10は、バイナリソルベントマネージャ(BSM)の一部であり、2つの別個のシリアルフローポンプを使用して、リザーバから溶媒を取り出して溶媒組成物を送出する。BSMの実装例としては、Waters社(ミルフォード、マサチューセッツ州)製のACQUITYバイナリソルベントマネージャがある。
1 and 2 illustrate an embodiment of an actuator 10 having a
ポンプヘッド12は、出口ポート20と、入口ポート22と、流体チャンバ24と、穴開口部26と、支持板18に固定されるハウジング30を受承して位置合わせする凹部28とを含む。ポンプヘッド12内の流体チャンバ24は、それぞれ流体を受け取って排出するための出口ポート20および入口ポート22と流体連通している。いくつかの実施形態では、ハウジング30は、内部に液体を集めて、プランジャ表面に付着する可能性のある任意の微粒子が付着したプランジャを洗浄するチャンバを備える。例えば、低圧シールアセンブリ32および高圧シールアセンブリ34のようなシールアセンブリは、ハウジング30内に液体を収容する働きをする。
The
アクチュエータ本体14は、モータ36と、プランジャ40に機械的に連結された駆動機構38とを含む。プランジャ40は、ポンプヘッド12の穴開口部26を通って流体チャンバ24へと延びる。本明細書に記載されている冷却機構は、往復動プランジャと接続された状態で示されているが、例えば、回転して固定子に取り付けられた回転子を回転させるシャフトのような回転シャフトを有するアクチュエータを使用してもよい。用語「ロッド」は、本明細書では、往復式もしくは回転式に関係なく、プランジャ、シャフト、ロッド、およびピストンまで広い意味で使用されている。参照符号42は、アクチュエータ本体14内の隔室に対応し、図3に関連して説明されているように、ポンプヘッド12の温度を制御する冷却モジュールを収容するように採用することができる。
The
図3は、ポンプヘッド12の冷却を独立して制御するための内部冷却モジュール50の一実施形態を有する構造のアクチュエータ10の断面図である。冷却モジュール50は、低温側板54と高温側板56との間に配置された熱電素子52を含む。一実施形態では、熱電素子52はペルティエ素子であり、電力を使用して、片側から反対側に熱を伝達するヒートポンプとして動作することにより素子の両側で温度差を発生させる。生じる温度差は、複数の変数、すなわち、熱電素子52の材料特性、低温側から除去される熱量、チャンバの平均温度、および駆動電流/電圧によって決まる。この実施形態では、熱電素子は、プランジャ40を収容する中央穴を有する。プランジャの運動を妨げなければ、他の形状の熱電素子を使用してもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of actuator 10 having a structure with one embodiment of
低温側板54は、支持板18と熱伝導的に接触している。支持板18の材料は、熱伝導率を向上させるように選択される。高温側板56は、アクチュエータ本体14と熱伝導的に接触している。アクチュエータ本体14以外に、またはアクチュエータ本体14に加えて、アクチュエータの他の熱伝導性部材、機構、または構成部品が、高温側シンクとして機能してもよい。低温側板54および高温側板56も同様に、プランジャ40を収容する中央穴を有する。熱電チップ52の動作を制御する電極(図示せず)は、絶縁体58と高温側板56との間に延在する。一実施形態では、高温側板56は銅製である。絶縁体58は、低温側板54および熱電チップ52の周囲に配置されて、低温側板54および熱電チップ52を周囲環境から絶縁し、高温表面と低温表面との間の熱的連通を最小限に抑える。高温側板56は、熱が高温側板56から周囲環境に直接放射されるように外面60を有する。留め具62は、冷却モジュール50を支持板18に固定する。冷却モジュールの動作時に、低温側板54は、熱をポンプヘッド12から取り出して高温側板56に伝達する。熱は、高温側板56からアクチュエータ本体14に伝達され、熱はアクチュエータ本体14から周囲環境へと放射される、伝導される、または対流する。高温側を冷却するのに、高温側にヒートシンク、ファン、および/または液体冷却装置が使用されてもよい。
The low
アクチュエータ内の1つまたは複数の位置で、フィードバック制御するために温度測定がなされてもよい。好適な実施形態では、低温側板54に、または低温側板54の近くに温度センサが配置される。
Temperature measurements may be made for feedback control at one or more positions within the actuator. In a preferred embodiment, a temperature sensor is located at or near the
図4は、内部冷却モジュールを有する構造のアクチュエータの2枚の異なる角度からの写真である。冷却モジュールの見えている部分は、高温側板56と絶縁体58である。
FIG. 4 is a photograph from two different angles of an actuator having a structure with an internal cooling module. The visible portions of the cooling module are the high
図5は、内部冷却モジュールの一実施形態によって得られた試験結果のグラフである。x軸は、ペルティエ素子52が動作されるデューティーサイクルに相当する。y軸は、ポンプヘッドから除去され、低温側板から高温側板に伝達された熱量(ワット)である。4つのプロットはそれぞれ、ペルティエ素子の動作電圧(10vもしくは12v)およびファンサイズ(小型もしくは大型)の4つの試験の組み合わせの1つを示している。赤い横線は、好ましい除去熱量を示している。4つのプロットは、冷却モジュールが100%のデューティーサイクルで動作した時に、除去熱量は、好ましい除去熱量に対して20から50%のマージンが得られることを示している。
FIG. 5 is a graph of test results obtained by one embodiment of the internal cooling module. The x axis corresponds to the duty cycle in which the
別の実施形態では、プレチラーユニットが、支持板18と冷却モジュール50の低温側板54との間に配置される(例えば、ボルト締めされる)。図6は、該プレチラーユニット70を有する構造のアクチュエータ10の断面図である。プレチラーユニット70は、流体が流体チャンバ24に流入する前に流体を冷却するように機能する。
In another embodiment, a prechiller unit is disposed (eg, bolted) between the
プレチラーユニット70は、支持板18および低温側板54と熱伝導的に接触しているプレチラー本体72を含む。プレチラー本体72は、熱伝導性材料(例えば、銅)から成る。プレチラー本体72は、プランジャ40を収容する貫通孔74を形成する。
The
アクチュエータ本体14とポンプヘッド12との間にプレチラーユニット70を追加することにより部品数が増えるので、より大きな公差の積み上げを生じてしまう。この問題を克服するために、低圧シールアセンブリ32の後方のプランジャ40(プランジャ40の近位端部41)の長さを延長可能にしてもよい。
Adding the
さらに、プレチラーユニット70は、プレチラー本体70の凹部77内に配置され、プレチラー本体70と熱的に連通した流体配管76を含む。流体配管76は、耐熱エポキシによって凹部77内で保持される。あるいは、またはさらには、プレチラー本体70と流体配管76との間の熱伝達を確実にするために、凹部77に熱グリースが使用されてもよい。あるいは、またはさらには、凹部77内で流体配管76を保持してプレチラー本体70との熱的連通を確実にするために、はんだが使用されてもよい。代わりに、銅板内に溝が機械加工されてもよい。流体配管76は、貫通孔74を取り囲み、プレチラーユニット70の流体容積を画定する5巻きの0.040内径のステンレス鋼管78を含む。プレチラーユニット70の流体容積は、好ましくは、流体チャンバ24の流体容積(すなわち、プランジャ40が吸入ストロークの端部に位置する場合に流体を受け取ることができる容積)より大きく、例えば、約140μLより大きい。この点に関して、プレチラーユニット70は、約400μLから約500μL、例えば、約426μLの流体容積を有することができる。プレチラーユニット70の流体容積は、流体チャンバ24の流体容積の約3倍より大きくすることができる。流体配管76は、管78に接続された、または管78と一体になった入口80と出口82とを含み、このことにより外側の流体接続が可能になる。
Further, the
動作時に、低温側板54は、熱をプレチラーユニット70から取り出して高温側板56に伝達する。熱は、高温側板56からアクチュエータ本体14に伝達され、熱はアクチュエータ本体14から周囲環境へと放射される、伝導される、または対流する。プレチラーユニット70の冷却も同様に、ポンプヘッド12と支持板18との熱伝導的接触および支持板18とプレチラーユニット70との熱伝導的接触によって、ポンプヘッド12を冷却する効果がある。
During operation, the low
図7は、図6のアクチュエータ10を利用した超臨界流体クロマトグラフィーシステム100を示す図である。SFCシステム100は、ソルベントマネージャ110、SFCマネージャ140、サンプルマネージャ170、カラムマネージャ180、および検出器モジュール190を含む複数の積み重ね可能なモジュールを含む。
FIG. 7 is a diagram showing a supercritical
ソルベントマネージャ110は、二酸化炭素(CO2)源102(例えば、圧縮CO2を入れたタンク)からCO2を受け取る第1のポンプ112から成る。CO2は、第1のポンプ112に向かう途中で、SFCマネージャ140の入口遮断弁142およびフィルタ144を通過する。第1のポンプ112は、直列に接続されたアキュムレータアクチュエータ10aと主アクチュエータ10bとを備える。アキュムレータアクチュエータ10aは、CO2をシステム100に送る。主アクチュエータ10bは、アキュムレータアクチュエータ10aを補充し、アキュムレータアクチュエータ10aを補充しながらシステム100にCO2を送る。
The solvent manager 110 comprises a
アキュムレータアクチュエータ10aおよび主アクチュエータ10bはそれぞれ、図6に示されている構造を有し、CO2の多段階プレ冷却を実行するように設計される。CO2は、SFCマネージャ140からアキュムレータアクチュエータ10aのプレチラーユニット70aを通って移動する。アキュムレータアクチュエータ10aは、内部冷却モジュールによって約12℃の温度に制御される。CO2は、アキュムレータアクチュエータ10aのプレチラーユニット70aを通過した後、主アクチュエータ10bのプレチラーユニット70b内を移動する。主アクチュエータ10bは、内部冷却モジュールによって約2℃の温度に制御される。
The
CO2は、比較的低い圧力(例えば、約700psiから約1200psi)でプレチラーユニット70a、70bの両方を通過した後に、主アクチュエータ10bの流体チャンバを通過し(例えば、図6のアイテム24を参照)、その後、アキュムレータアクチュエータ10aの流体チャンバを通過する。
The
アキュムレータアクチュエータ10aは12℃に制御されるので、CO2は、アキュムレータアクチュエータ10aのプレチラーユニット70aを通過する時は、おそらくガス状になると考えられる。確実にCO2がシステム100に液状で送られるようにするために、CO2の液化は主アクチュエータ10bによって行われる。プレチラーユニット70bの流体容積は主アクチュエータの流体チャンバの流体容積(すなわち、プランジャが吸入ストロークの端部に達した時の容積)より大きいので、確実に十分な容積のCO2が利用可能であり、CO2がアキュムレータアクチュエータ10aのポンプヘッドを通過する前に、主アクチュエータ10bがCO2を液化することができる。
Since the
アキュムレータアクチュエータ10aは、システム100へのCO2の流れを計量する計量装置の働きをする。アキュムレータアクチュエータ10aの温度を(例えば、内部冷却モジュールによって)制御することができるのは、特に、有利である場合がある。さらに具体的には、質量流量は、温度さらには圧力および体積流量に左右される。したがって、温度を制御することができることにより、より正確な質量流量が得られ、そして、より正確なクロマトグラフィーを提供することができる。
The
一部の例では、ソルベントマネージャ110はさらに、第2のポンプ114を含む。第2のポンプ114は、有機共溶媒源104から有機共溶媒(例えば、メタノール、水(H2O)など)を受け取るために直列接続された主アクチュエータ116とアキュムレータアクチュエータ118とを備えることができる。アキュムレータアクチュエータ118は、共溶媒をシステム100に送る。主アクチュエータ116は、アキュムレータアクチュエータ118を補充しながらシステム100に共溶媒を送る。
In some examples, the solvent manager 110 further includes a second pump 114. The second pump 114 can include a
圧力を監視するために、それぞれのポンプヘッドの出口ポートにトランスデューサが接続される。ソルベントマネージャ110はさらに、第1のポンプ112および第2のポンプ114の主アクチュエータおよびアキュムレータアクチュエータを駆動するための電気駆動装置を含む。CO2および有機共溶媒の流体流れはティー部120で混合されて、注入弁サブシステム150へと続く移動相流体流れを形成し、注入弁サブシステム150は移動相流体流れに分離するためのサンプルプラグを注入する。
In order to monitor the pressure, a transducer is connected to the outlet port of each pump head. The solvent manager 110 further includes an electric drive for driving the main and accumulator actuators of the
図示されている例では、注入弁サブシステム150は、SFCマネージャ140内に配置された補助弁152と、サンプルマネージャ170内に配置された注入弁154とから成る。補助弁152と注入弁152とは流体接続され、これら2つの弁の動作は、サンプルプラグを移動相流体流れに導入するように調整される。注入弁154は、サンプルマネージャ170内のサンプル源(例えば、バイアル)からサンプルプラグを抽出するように動作し、補助弁152は、注入弁154に対して出入りする移動相流体の流れを制御するように動作する。SFCマネージャ140はさらに、補助弁152作動させる弁アクチュエータと、弁の作動を駆動するための電気駆動装置とを含む。同様に、サンプルマネージャ170はさらに、注入弁154を作動させる弁アクチュエータと、弁の作動を駆動するための電気駆動装置とを含む。
In the illustrated example, the
注入されたサンプルプラグを含有する移動相流れは、注入弁サブシステム150から、カラムマネージャ180内の分離カラム182内へと移動し、ここでサンプルプラグは個々の構成成分に分離される。カラムマネージャ180は、複数の分離カラムと、種々の分離カラム間の切り替えを行うための入口切り替え弁184および出口切り替え弁186とを備える。
The mobile phase stream containing the injected sample plug moves from the
移動相流体流れは、分離カラム182を通過した後、検出器モジュール190内に収容されている検出器192(例えば、フローセル/フォトダイオードアレイ式の検出器)へと移動し、その後、排出弁146を通って、廃棄物入れ106へと廃棄される前にSFCマネージャ140内の背圧調整器148へと移動する。排出弁146と背圧調整器148との間に、トランスデューサ149が配設される。
The mobile phase fluid stream passes through the
背圧調整器148は、システムの流体圧力を制御する、または変更するように調節可能である。このことにより、システムの稼働ごとに圧力を変更することができる。CO2の性質は化合物が分離カラム182から抽出される速さに影響を与えるので、圧力を変更できることで圧力に基づいた異なる分離が可能になる。通常、背圧調整器148は、システム圧力を約1500psiから約6000psiの範囲で維持するのに使用される。
The
さらに図7には、概略的に示されるように、コンピュータによるシステム制御装置108が示されており、これはSFCシステム100の調整動作を支援することができる。個々のモジュール110、140、170、180、190の各々はさらに、自身の制御電子回路を含み、イーサネット(登録商標)接続109を介して互いに、かつシステム制御装置108とインターフェースをとることができる。各々のモジュールの制御電子回路は、システム制御装置108または他のモジュールから受信した信号に応答してそれぞれのモジュールの部品(例えば、ポンプ、弁など)の動作を制御するためのコンピュータ可読命令(ファームウェア)を有する不揮発性メモリを含んでもよい。各々のモジュールの制御電子回路はさらに、コンピュータ可読命令を実行し、入力を受信し、出力を送信するための少なくとも1つのプロセッサを含んでもよい。制御電子回路はさらに、プロセッサの1つからのデジタル出力を、ポンプまたは弁のうちの関連ポンプまたは弁を(例えば、関連ポンプまたは弁のアクチュエータによって)作動させるためのアナログ信号に変換するための1つまたは複数のデジタル/アナログ(D/A)変換器を含んでもよい。制御電子回路はさらに、例えば、システムセンサ(例えば、圧力トランスデューサ)からのアナログ信号をプロセッサの1つに入力するデジタル信号に変換するための1つまたは複数のアナログ/デジタル(A/D)変換器を含んでもよい。一部の例では、これらの制御電子回路の種々の機構の一部または全てがマイクロコントローラに組み込まれてもよい。
Further, as schematically shown in FIG. 7, a computer-based
流体がポンプヘッドの流体チャンバに流入する前に流体を冷却するのにプレチラーが使用される一実施形態について説明したが、別の実施形態では、流体がポンプヘッドから出た後に流体を冷却するプレチラーユニットを使用してもよい。 While one embodiment has been described in which a chiller is used to cool the fluid before it enters the fluid chamber of the pump head, in another embodiment, a pre-cooler that cools the fluid after it exits the pump head has been described. A chiller unit may be used.
本発明は、特定の好適な実施形態に関して図示および説明したが、当然、当業者は、以下の請求項によって規定される本発明の精神および範囲から逸脱せずに、これらの実施形態の形態や細部は種々の変更がなされてもよいことは理解できるであろう。例えば、本明細書では、主に、往復式プランジャの用途に関して説明したが、冷却システムの種々の実施形態は、ロータリー式プランジャの用途でも使用可能である。さらに、必要であれば、より大きな負荷を除去するために、本明細書で説明した冷却モジュールとともに他の熱除去手段が使用されてもよい。また、SFC用途に関して説明したが、本発明の原理は、ポンプヘッドの温度制御が望ましい任意の他のタイプの用途で使用されるアクチュエータにおいて実現されてもよい。例えば、ポンプヘッドの温度制御により、周囲温度に関係なく、例えば、HPLCおよびUPLCのような他のタイプの液体クロマトグラフィーの用途でより再現可能で正確な結果が得られる。 Although the invention has been illustrated and described with respect to certain preferred embodiments, it should be understood that those skilled in the art will recognize that the embodiments and forms of these embodiments may be practiced without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims. It will be understood that the details may be changed in various ways. For example, although the specification has primarily described reciprocating plunger applications, various embodiments of the cooling system can also be used in rotary plunger applications. Further, if necessary, other heat removal means may be used with the cooling modules described herein to remove larger loads. Also, although described with respect to SFC applications, the principles of the present invention may be implemented in actuators used in any other type of application where pump head temperature control is desirable. For example, pump head temperature control provides more reproducible and accurate results for other types of liquid chromatography applications such as HPLC and UPLC, regardless of ambient temperature.
Claims (9)
支持板の片側に固定され、支持板と熱的に接触しているポンプヘッドであって、出口ポートと、入口ポートと、出口ポートおよび入口ポートの間に延在する流体チャンバと、穴開口部とを備えるポンプヘッドと、
ポンプヘッドから支持板の反対側に固定される、アクチュエータ本体と、
ポンプヘッドの穴開口部を通って流体チャンバへと延びるプランジャであって、ストローク位置の第1の送出端部とストローク位置の第2の吸入端部との間で変位可能なプランジャと、
プレチラー本体と、プレチラー本体に熱的に連通している流体配管とを備えるプレチラーユニットであって、流体流れがポンプヘッドに流入する前に流体流れを冷却するために、支持板と熱的に連通されている、プレチラーユニットと、
を備えるアクチュエータであって、
プランジャがストローク位置の吸入端部にある時に、流体配管の流体容積が流体チャンバの流体容積より大きい、アクチュエータ。 A support plate;
A pump head fixed to one side of the support plate and in thermal contact with the support plate , comprising an outlet port, an inlet port, a fluid chamber extending between the outlet port and the inlet port, and a hole opening A pump head comprising:
Is secured to the opposite side of the support plate from the pump head, an actuator body,
A plunger extending through the hole opening in the pump head to the fluid chamber, the plunger being displaceable between a first delivery end at a stroke position and a second suction end at a stroke position;
A pre-chiller unit comprising a pre-chiller body and fluid piping in thermal communication with the pre-chiller body, wherein the pre-chiller body is thermally coupled to the support plate to cool the fluid stream before it enters the pump head. The prechiller unit in communication,
An actuator comprising :
An actuator wherein the fluid volume of the fluid piping is greater than the fluid volume of the fluid chamber when the plunger is at the suction end of the stroke position .
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